[发明专利]高倍率正极材料及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明涉及锂电材料技术领域，公开了高倍率正极材料及其制备方法和锂离子电池。高倍率正极材料的制备方法，包括：通过喷雾干燥包覆的方法在前驱体表面包覆Mo元素得到包覆掺杂前驱体，前驱体为内核疏松外层致密的中空球形结构，Mo的包覆量以Mo元素计与前驱体的质量之比为0.002~0.004:1；将包覆掺杂前驱体与锂源混合均匀后在730~830℃下烧结。正极材料，采用上述制备方法制得。锂离子电池，包括上述正极材料。本申请提供的制备方法采用喷雾干燥包覆Mo，可提高材料中空结构的抗压性，提高电化学性能。

技术领域

本发明涉及锂电材料技术领域，具体而言，涉及高倍率正极材料及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因容量高，循环性好的多方面优势，近年来逐渐成为电池研究发展的热点方向，且发展十分迅速，但发展迅速的同时，要求越来越高，在混合动力方面，对电池、材料的要求也是越来越高，在材料方面，对材料倍率性能，安全性能也越来越高。

高倍率材料多采用多孔的中空结构，这种结构的材料自身BET较大，可与电解液充分接触，提高充放电过程中锂离子嵌入脱出的速率。

为提升材料的倍率性能，多孔的材料是比较常见的，中空结构能更好的提升材料的BET，通过特定中空大BET前驱体的制备，来提升材料的倍率性能是一种有效的制备方法，然而中空结构的缺点是结构不牢固，在较大压力下容易压坏，会导致BET减小，导致倍率性能的降低。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供高倍率正极材料及其制备方法和锂离子电池。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种高倍率正极材料的制备方法，包括：

通过喷雾干燥包覆的方法在前驱体表面包覆Mo元素得到包覆掺杂前驱体，前驱体为内核疏松外层致密的中空球形结构，Mo的包覆量以Mo元素计与前驱体的质量之比为0.002~0.004:1；

将包覆掺杂前驱体与锂源混合均匀后在730~830℃下烧结。

在可选的实施方式中，前驱体为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中0.48＜x＜0.52，0.19＜y＜0.21。

在可选的实施方式中，通过喷雾干燥包覆的方法在前驱体表面包覆Mo元素的方式为:

将前驱体置于喷雾包覆机内，将含有钼源溶液泵入喷雾包覆喷嘴，在喷雾包覆机参数为：蠕动泵速率4~6rpm、喷嘴进气量50~80L/min、底盘进气量0.2~0.25m²/min、包覆掺杂温度为100~120℃、底盘转速为300~500rpm下进行喷雾干燥包覆；

优选地，钼源为(NH₄)₆Mo₇O₂₄；

优选地，前驱体与钼源溶液之比1:0.8~1.5。

在可选的实施方式中，前驱体的制备方法为：

将镍钴锰源溶液、碳酸钠溶液以及氨水溶液分别滴加进反应釜中，控制反应釜温度为45~55℃，初始加入时控制反应釜内pH为11.7-11.9，氨水浓度为4~6g/L，反应搅拌转速为500~600r/min；

待形成粒径为0.4~0.6μm的核后，控制反应釜pH为11.4-11.7并控制反应釜内氨水浓度提高0.1~0.25g/L，反应搅拌转速为400-500r/min；

反应完后控制反应釜温度为58~62℃陈化10~14h；

陈化结束后从反应釜中提取出前驱体。